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功率半导体行业前景

2023-05-26 15:45:12 超级管理员 浏览次数 485

         功率半导体是电力电子装置中电力控制和转换的重要部件,主要功能为调整或改变电路中的电压、电流、频率等物理特性,以实现对电能的管理,其广泛运用于新能源汽车、工业控制、新能源发电、电子等领域。

       功率半导体分立器件包括二极管、晶闸管和晶体管。其中二极管、晶闸管等生产工艺相对简单,在中低端领域大量使用,目前已基本实现完全国产化。晶体管器件更多应用于高压、高可靠性领域,生产工艺门槛较高且结构相对复杂,技术含金量与产品附加值高,目前大部分市场份额被国外厂商所占据。

      近年来各应用行业领域的飞速发展扩充,功率半导体器件的需求量不断增长,尤像新电动汽车。电机及控制器,做为全车的核心部位,IGBT 功率模块起到关键作用,控制了直流交流电的转换和电机的变频控制,输出的功率和扭矩直接决定着车的速度。

IGBT 介绍

1)基本介绍
600V的低压主要应用在消费电子领域
600V-1200V主要应用在汽车,电器方面
1700V以上应用在发电,高压电网方面

   IGBT 的散热性和可靠性是衡量的主要指标之一,在封装环境根据其应用的领域,可分为消费级、工业级和车规级。其中车规级半导体对产品的可靠性、一致性、安全性、稳定性和长效性要求相对较高,具体区别如下所示:


2)应用前景

高工产业研究院估算,至2025 年, 新能源汽车应用市场占比重将超过工业控制应用,成为我国 IGBT 第一大应用市场。



数据来源:华经产业研究院

全球市场方面, IGBT 目前大部分份额被国外企业掌握。其中最为显著的企业是英飞凌,2020 占全球 IGBT 模块市场份额的 36.50%。

(2)功率器件简述

碳化硅(SiC)材料耐高压,高温,高频等特性,以迅速取代原有的硅基材料,大量应用于IGBT等功率器件

在同样条件下,与硅基材料相比,碳化硅功率器件可拥有更高功率密度,提升整体性能,降低整体能耗。但是,硅基材料与碳化硅材料之间也各有利弊,并无绝对的替代关系,在不同的场景下各有优劣的。


(3)新能源汽车应用情况

功率半导体是新能源汽车中的核心元器件,目前主要以 IGBT 为主,IGBT在新能源汽车中的主要应用如下:
电机控制器30-400KW, 充电机3.3-22KW,压缩机,加热器,水油泵等0.2-5KW.


2)汽车功率半导体市场规模
近年,IGBT市场随着全球,尤其是中国市场规模的增长,预计到2025年,全球规模可能达到千亿级别。


(4)其他功率半导体应用情况

光伏逆变器,新能源发电等等

普列多充氮烘箱应用于IGBT模块封装,